(57)【要約】      （修正有）【課題】活物質を含む電極合材を配した電池本体を大量かつ容易に製造することが可能な薄型電池の製造方法を提供する。【解決手段】リチウム一次電池の製造は、正極合材ペースト４Ｓを金属箔Ｍの上に塗布し（塗布工程）、塗布した正極合材ペースト４Ｓを金属箔Ｍに載せたまま乾燥させ（乾燥工程）、乾燥させた正極合材４を金属箔Ｍとともに所定形状に切断することにより、金属箔付き正極合材フィルム４Ｍを作製する（切断工程）。その後、得られた金属箔付き正極合材フィルム４Ｍを用いてリチウム一次電池を組立てる（電池組立工程）。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質を含有する泥状の電極合材（４Ｓ）を、導電性を有する支持膜（Ｍ）の上に塗布する塗布工程と、
塗布した前記泥状の電極合材（４Ｓ）を前記支持膜（Ｍ）に載せたまま乾燥させる乾燥工程と、
乾燥させた電極合材（４）を前記支持膜（Ｍ）とともに所定形状に切断することにより、支持膜付き電極合材フィルム（４Ｍ）を作製する切断工程と、
前記支持膜付き電極合材フィルム（４Ｍ）を、前記支持膜（Ｍ）に集電体（６）が直接接触する姿勢で、該集電体（６）とセパレータ（９）との間に配置する電池組立工程と、
を含むことを特徴とする薄型電池（１Ａ，１Ｂ）の製造方法。
【請求項２】
前記支持膜（Ｍ）が金属箔からなる請求項１に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）の製造方法。
【請求項３】
前記金属箔（Ｍ）と前記集電体（６）とが同一材質である請求項２に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）の製造方法。
【請求項４】
前記泥状の電極合材（４Ｓ）は、前記活物質，溶媒，バインダを混合して調製されたものであり、前記乾燥させた電極合材（４）に含まれる前記バインダとしての高分子材料の量が２質量％以上１５質量％以下となるように調製されてなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）の製造方法。
【請求項５】
前記支持膜付き電極合材フィルム（４Ｍ）における前記電極合材（４）の厚さが５０μｍ以上３００μｍ以下とされる請求項４に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）の製造方法。
【請求項６】
前記電池組立工程は、前記集電体（６）と前記支持膜（Ｍ）との間に導電性接着材（８）を介在させて、前記支持膜付き電極合材フィルム（４Ｍ）を配置する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の薄型電池（１Ｂ）の製造方法。
【請求項７】
前記導電性接着材（８）は、前記集電体（６）と前記支持膜（Ｍ）との間に点状に形成される請求項６に記載の薄型電池（１Ｂ）の製造方法。
【請求項８】
前記塗布工程は、前記泥状の電極合材（４Ｓ）の供給源に対し、長尺の形態を有する前記支持膜（Ｍ）を相対移動させながら、該支持膜（Ｍ）の上に前記泥状の電極合材（４Ｓ）を連続供給または間欠供給して一括塗布する工程であり、
前記切断工程は、乾燥した前記電極合材（４）を前記支持膜（Ｍ）とともにカッター（１０５）が装置された切断区画（ＣＡ）に繰り出す操作と、その繰り出す操作を停止して前記電極合材（４）を前記支持膜（Ｍ）とともに所定形状に切断する操作とを交互に行う工程であり、
前記電池組立工程は、個片化した前記支持膜付き電極合材フィルム（４Ｍ）を、前記セパレータ（９）と前記集電体（６）との間に配置する工程である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）の製造方法。
【請求項９】
前記電池組立工程は、
厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第１シート部材（２）に対し、一方の面側から開口を塞ぐように、前記集電体である金属製の第１集電体（６）を取り付けて、第１電極活物質を収容するための第１ケース（１２）を作製し、前記第１ケース（１２）内に前記電極合材としての第１電極活物質（４）を有した前記支持膜付き電極合材フィルム（４Ｍ）を配置する操作と、
厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第２シート部材（３）に対し、一方の面側から開口を塞ぐように金属製の第２集電体（７）を取り付けて、第２電極活物質を収容するための第２ケース（１３）を作製し、前記第２ケース（１３）内に第２電極活物質（５）を配置する操作と、
前記支持膜付き電極合材フィルム（４Ｍ）の前記第１電極活物質（４）と前記第２電極活物質（５）とを互いに分離するシート状のセパレータ（９）を前記第１ケース（１２）と前記第２ケース（１３）との間に配置し、さらに前記第１集電体（６）と前記第２集電体（７）との間に前記第１シート部材（２）と前記第２シート部材（３）とが位置する向きで前記第１ケース（１２）と前記第２ケース（１３）とを重ね合わせることにより、前記第１集電体（６），前記支持膜（Ｍ），前記第１電極活物質（４），前記セパレータ（９），前記第２電極活物質（５），前記第２集電体（７）がこの順序で積層された電池本体部（１４）を形成する操作と、
互いに重ね合わされた前記第１ケース（１２）と前記第２ケース（１３）に対し、前記第１集電体（６）または前記第２集電体（７）越しに溶着治具（２９）を接触させて、前記第１シート部材（２）と前記第２シート部材（３）とを溶着により結合し、前記電池本体部（１４）の周囲に沿って該電池本体部（１４）の気密を保持するシール部（１１）を形成する操作と、を含む請求項１ないし８のいずれか１項に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）の製造方法。
【請求項１０】
セパレータ（９）と、
前記セパレータ（９）の一方の面側に配置された第１電極活物質層（４）と、
前記セパレータ（９）の他方の面側に配置された第２電極活物質層（５）と、
それらセパレータ（９），第１電極活物質層（４），第２電極活物質層（５）を包囲する樹脂製の枠部材（２，３）と、
前記枠部材（２，３）の一方の開口を塞ぐようにその枠部材（２）に外周部分が固定されて、前記セパレータ（９）との間で前記第１電極活物質層（４）を保持する第１電極集電体（６）と、
前記枠部材（２，３）の他方の開口を塞ぐようにその枠部材（３）に外周部分が固定されて、前記セパレータ（９）との間に前記第２電極活物質層（５）を保持する第２電極集電体（７）と、
前記第１電極活物質層（４）と一体とされ、該第１電極活物質層（４）と前記第１電極集電体（６）との間に配置された金属箔（Ｍ）と、
を備えることを特徴とする薄型電池（１Ａ，１Ｂ）。
【請求項１１】
前記金属箔（Ｍ）と第１電極集電体（６）とが同一材質である請求項１０に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）。
【請求項１２】
第１電極活物質層（４）のバインダ含有量が２質量％以上１５質量％以下である請求項１０または１１に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）。
【請求項１３】
第１電極活物質層（４）がＭｎＯ２，導電助剤，前記バインダを含み、前記第２電極活物質層（５）がリチウム金属からなるリチウム一次電池として構成された請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の薄型電池（１Ａ，１Ｂ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、磁気カードに代わる簡易記憶媒体として、マイクロコンピュータを内蔵したＩＣカードの需要が拡大しつつある。ＩＣカードに採用されている電力供給方式で主流なのは電磁誘導方式であるが、内部電源を持たず電磁誘導による起電力のみで機能するＩＣカードは、記憶している情報を端末装置でしか知ることができない不便さがある。そこで、こうしたＩＣカードにも内部電源を設ける試みがある。ＩＣカードに組み込む電池には、特許文献１，２に記載されているような、薄くて柔軟性に富む電池（薄型電池）が適している。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９３５４２７号公報
【特許文献２】特開平８−０５５６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような薄型電池は、負極集電体，負極活物質，セパレータ，正極活物質，正極集電体がこの順に積層された電池本体部を有するが、この電池本体部を作製するには、セパレータまたは集電体上に活物質を含む泥状の電極合材を印刷する方法が通常用いられる。しかしながら、電極合材を電池ごとに個別に印刷する方法は、大量生産に向かず、製造コストの増大を招いてしまうという問題がある。
【０００５】
一方、電極合材を成形及び切断して得られるフィルム（電極合材フィルム）を電池組立に用いると生産性は向上する。しかしながら、かかる電極合材フィルムは、自立性に乏しく、容易にハンドリングできないことから、電池組立が困難になるという問題がある。この問題は、電極合材フィルムのバインダ含有量が小さい場合に特に顕著である。電極合材フィルムが薄い場合も同様である。
【０００６】
また、かかる電極合材フィルムを使用して作製した薄型電池は、集電体との接触抵抗が高くなりがちである。該電極合材フィルムと集電体との接触抵抗を低減することは、電池の特性を改善するうえで極めて重要である。
【０００７】
本発明は、上記問題を鑑みて為されたものであり、電極合材フィルムのハンドリング容易性を高め、以って薄型電池の生産性を向上させることを目的とする。他の一つの目的は、電極合材フィルムを用いた薄型電池において、該電極合材フィルムと集電体との接触抵抗を低減することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の薄型電池の製造方法は、
活物質を含有する泥状の電極合材を、導電性を有する支持膜の上に塗布する塗布工程と、
塗布した泥状の電極合材を支持膜に載せたまま乾燥させる乾燥工程と、
乾燥させた電極合材を支持膜とともに所定形状に切断することにより、支持膜付き電極合材フィルムを作製する切断工程と、
支持膜付き電極合材フィルムを、支持膜に集電体が直接接触する姿勢で、該集電体とセパレータとの間に配置する電池組立工程と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
これによると、塗布工程から切断工程までの工程によって電極合材フィルムを量産できることに加えて、導電性を有する支持膜上に電極合材を成形することによって、電池組立工程において、ハンドリングが容易になる。また、支持膜は導電性を有するため、該支持膜を有したまま電極合材フィルムを薄型電池にそのまま組込んでしまうことが可能となる。したがって、支持膜を除去したりする手間を要さず、製造が容易になる。
【００１０】
ここで、導電性を有する支持膜としては、金属箔を用いることができる。
すなわち、これにより得られる本発明の薄型電池は、セパレータと、セパレータの一方の面側に配置された第１電極活物質層と、セパレータの他方の面側に配置された第２電極活物質層と、それらセパレータ，第１電極活物質層，第２電極活物質層を包囲する樹脂製の枠部材と、枠部材の一方の開口を塞ぐようにその枠部材に外周部分が固定されて、セパレータとの間で第１電極活物質層を保持する第１電極集電体と、枠部材の他方の開口を塞ぐようにその枠部材に外周部分が固定されて、セパレータとの間に第２電極活物質層を保持する第２電極集電体と、第１電極活物質層と一体とされ、該第１電極活物質層と第１電極集電体との間に配置された金属箔と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによると、金属箔上に電極合材（すなわち第１電極活物質層）を成形した電極合材フィルムを薄型電池に組込み、金属箔と第１電極集電体とを接触させることによって、第１電極活物質層と第１電極集電体とを直接接触させた場合よりも、接触抵抗の低減を図ることができる。また、第１電極活物質層が金属箔に強固に支持されることによって、電池内部において第１電極活物質層の流動を阻止できるので、電池に曲げ応力が加わった場合に電極合材の偏りが生じ難くなり、集電体の外面に皺が生じ難くなる。また、金属箔は、集電体（第１電極集電体）と同一材質であることが好ましい。同一材質とすることで、両者のイオン化傾向の差によって生じる合金化等の影響を考慮せずに済むからである。
【００１２】
次に、本発明の薄型電池の製造方法では、泥状の電極合材は、活物質，溶媒，バインダを混合して調製されたものであり、乾燥させた電極合材（すなわち第１電極活物質層）に含まれるバインダとしての高分子材料の量が２質量％以上１５質量％以下（更に好ましくは、３質量％以上７質量％以下）となるように調製されることが好ましい。これによると、エネルギー密度を向上させるべく電極合材のバインダの量を上記範囲のように低減した場合、電極合材単独ではフィルム化が困難である。たとえフィルム化したとしてもハンドリングが困難であることから、本発明のごとく、支持膜上に電極合材を成形した電極合材フィルムを作製することが有利となる。また、電極合材がバインダを含むことによって、電池内部において電極合材（第１電極活物質層）の流動を阻止できるので、電池に曲げ応力が加わった場合に集電体の外面に皺が生じ難くなる。
【００１３】
また、支持膜付き電極合材フィルムにおける電極合材の厚さは、５０μｍ以上３００μｍ以下（更に好ましくは、１２０μｍ以上１８０μｍ以下）とすることが好ましい。これによると、薄型電池を得るべく電極合材を上記範囲のように薄くする場合、電極合材単独ではフィルム化が困難であり、フィルム化したとしてもハンドリングが困難であることから、本発明のごとく、支持膜上に電極合材を成形した電極合材フィルムを作製することが有利となる。
【００１４】
次に、本発明の薄型電池の製造方法では、電池組立工程は、集電体と支持膜との間に導電性接着材を介在させて、支持膜付き電極合材フィルムを配置することができる。これによると、薄型電池の内部に何らかの原因で気体が発生し、それが集電体と支持膜の隙間に入り込んでしまうような場合があったとしても、導電性接着材があることにより導電性を維持できる。また、かかる導電性接着材は、集電体と支持膜との間に点状（例えば、斑点状）に形成することができる。このように導電性接着材を形成することで、製造が容易であることに加え、集電体と支持膜が全面で接着される場合と比べて、集電体の外面に表れる皺の大きさを低減することができる。
【００１５】
次に、本発明の薄型電池の製造方法では、塗布工程は、泥状の電極合材の供給源に対し、長尺の形態を有する支持膜を相対移動させながら、該支持膜の上に泥状の電極合材を連続供給または間欠供給して一括塗布する工程とすることができる。切断工程は、乾燥した電極合材を支持膜とともにカッターが装置された切断区画に繰り出す操作と、その繰り出す操作を停止して電極合材を支持膜とともに所定形状に切断する操作とを交互に行う工程とすることができる。電池組立工程は、個片化した支持膜付き電極合材フィルムを、セパレータと集電体との間に配置する工程とすることができる。これによると、塗布工程において、泥状の電極合材を支持膜に一括塗布するため電極合材フィルムを大量に生産でき、個別に印刷する場合よりも高効率である。また、各操作はラインに沿って行うことが可能であるから、極めて生産性の高い製造手法となりうる。
【００１６】
次に、本発明の薄型電池の製造方法では、電池組立工程は、厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第１シート部材に対し、一方の面側から開口を塞ぐように、集電体である金属製の第１集電体を取り付けて、第１電極活物質を収容するための第１ケースを作製し、第１ケース内に電極合材としての第１電極活物質を有した支持膜付き電極合材フィルムを配置する操作と、厚さ方向に貫通する開口を形成した樹脂製の第２シート部材に対し、一方の面側から開口を塞ぐように金属製の第２集電体を取り付けて、第２電極活物質を収容するための第２ケースを作製し、第２ケース内に第２電極活物質を配置する操作と、支持膜付き電極合材フィルムの第１電極活物質と第２電極活物質とを互いに分離するシート状のセパレータを第１ケースと第２ケースとの間に配置し、さらに第１集電体と第２集電体との間に第１シート部材と第２シート部材とが位置する向きで第１ケースと第２ケースとを重ね合わせることにより、第１集電体，支持膜，第１電極活物質，セパレータ，第２電極活物質，第２集電体がこの順序で積層された電池本体部を形成する操作と、互いに重ね合わされた第１ケースと第２ケースに対し、第１集電体または第２集電体越しに溶着治具を接触させて、第１シート部材と第２シート部材とを溶着により結合し、電池本体部の周囲に沿って該電池本体部の気密を保持するシール部を形成する操作と、を含むように行うことができる。これによると、電極合材フィルムでは電極合材が支持膜に密着しているため、これを用いて電池本体部を形成することで製造が容易であるとともに、電解液を含浸させた後でも電極合材フィルムが自立性を失って拡がることがないため、シール部をより高精度に形成でき、気密性を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１に示すのは、本発明の薄型電池であるリチウム一次電池の斜視図である。図２は、第１実施形態のリチウム一次電池１Ａにおける図１中のＡ−Ａ断面図である。リチウム一次電池１Ａは全体として方形かつ板状であり、枠部材２，３、正極活物質層４、金属箔Ｍ、正極集電体６、負極活物質層５、負極集電体７およびセパレータ９を備える。正極活物質層４は、金属箔Ｍと一体に成形されており、両者は金属箔付き正極活物質層４Ｍをなしている。正極集電体６および負極集電体７は、それぞれ、枠部材２，３の開口を塞ぐように該枠部材２，３に固定されてリチウム一次電池１Ａの外装材を兼ねている。また、正極集電体６および負極集電体７は、それぞれ、電力取出部６ｔ，７ｔを有する。電力取出部６ｔ，７ｔは、リチウム一次電池１Ａの厚さ方向に直交する面内において枠部材２，３よりも外側に延び出ている。
【００１８】
図２に示すごとく、枠部材２，３は、正極枠部材２と負極側枠部材３とからなる。正極側枠部材２および負極側枠部材３は向かい合う面で相互に接着されている。枠部材２，３、正極集電体６および負極集電体７によって活物質充填室１０が形成され、その活物質充填室１０にセパレータ９、金属箔付き正極活物質層４Ｍおよび負極活物質層５を収容することにより電池本体部１４が形成されている。また、セパレータ９とは反対側に位置するように、正極集電体６が正極側枠部材２に、負極集電体７が負極側枠部材３にそれぞれ接着されている。これにより、活物質充填室１０の気密を保持するシール部１１が形成されている。セパレータ９の周縁部９ｋを負極側枠部材３に固定することにより、活物質充填室１０を正極活物質層４が配置された正極側と、負極活物質層５が配置された負極側とに分断している。活物質充填室１０内において、正極集電体６とセパレータ９との間に金属箔付き正極活物質層４Ｍが保持され、負極集電体７とセパレータ９との間に負極活物質層５が保持されている。また、金属箔付き正極活物質層４Ｍは、正極活物質層４がセパレータ９側に、金属箔Ｍが正極集電体６側に接触した状態で活物質充填室１０内に収容されている。
【００１９】
上記のような電池本体部１４を形成するために、図２に示すごとく、正極側枠部材２の開口を負極側枠部材３の開口よりも広口とし、それら枠部材２，３が活物質充填室１０内において段付形状を呈するようにする。具体的には、面内方向において正極側枠部材２の開口の内周縁２ｈが負極側枠部材３の開口の内周縁３ｈよりも外側に位置する。そして、正極側枠部材２よりも内側に位置する負極側枠部材３の開口周縁部３ａにセパレータ９を固定している。また、セパレータ９の外周縁９ｈが正極側枠部材２の開口の内周縁２ｈと負極側枠部材３の開口の内周縁３ｈとの間に位置する。そして、負極側枠部材３との境界をなす正極側枠部材２の主表面全体が負極側枠部材３との接着面となっている。なお、“面内方向”とは、リチウム一次電池１Ａの厚さ方向に直交する方向のことである。
【００２０】
次に、個々の部品について説明する。
枠部材２，３は、窓枠のような形状を持つ薄い樹脂シートであって、シール材としての機能を持たせるために熱融着性を有する熱可塑性樹脂で構成している。たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の水蒸気透過性の低い熱可塑性樹脂で構成された基材の両面に、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、酸変性ポリエチレン（ＰＥ−ａ）、酸変性ポリプロピレン（ＰＰ−ａ）等のホットメルト型接着剤層が形成された樹脂シートを枠部材２，３として用いることができる。もちろん、ホットメルト型接着剤の単層による樹脂シートを用いてもよい。
【００２１】
正極活物質層４は、たとえば８０質量％以上９８質量％以下の正極活物質と、２質量％以上８質量％以下の導電助剤と、２質量％以上１５質量％以下のバインダとを含むフィルム状の正極合材で構成され、電解液とともに活物質充填室１０内に収容されている。正極活物質としては、ＭｎＯ２などリチウムと複合酸化物を形成する遷移金属酸化物の粉末を使用できる。導電助剤としては、アセチレンブラック等のカーボン材料を使用できる。バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン，ヘキサフルオロプロピレンなどのフッ素樹脂を使用できる。電解液としては、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）などの有機溶媒にリチウム塩を溶解させたものを使用できる。
【００２２】
負極活物質層５はリチウム箔で構成されている。リチウム箔の代わりにリチウム合金箔（たとえばリチウム−アルミニウム合金）を使用することも可能である。リチウム一次電池１Ａの製造に供するリチウム箔は、表面を予め不活性化しておくとよい。これにより、短時間の作業であればドライルームで行うことを要せず、通常の乾燥した室内での作業が可能となる。なお、正極活物質層４と負極活物質層５の各質量は、正極の電池容量が負極の電池容量よりも大となるように調整されている。これにより、使用済み電池の高い安全性を得るため、完全放電後に負極活物質層５をなすリチウム箔が残存しないようにしている。
【００２３】
集電体６，７、リード端子６ｔ，７ｔ、金属箔Ｍの材質としては、銅、銅合金、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケルおよびニッケル合金からなる良導性金属群から選択される１種を好適に使用することができる。とりわけ、ステンレス鋼は加工性、耐食性、経済性に優れるので好適である。長期の安定性を得るには、集電体６，７及び金属箔Ｍの構成材料が電池内部に溶出しないことが重要である。この点について、ステンレス鋼には分がある。具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼として代表的なＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌや、析出硬化系ステンレス鋼として代表的なＳＵＳ６３１は、バネ性にも優れるのでその採用が推奨される。
【００２４】
セパレータ９は、正極と負極を隔離し且つ電解液が充分浸透する薄い膜であり、多孔質、多層構造を持つ。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂からなる不織布が利用できる。本実施形態では、ポリエチレン製の多孔質シートをセパレータ９に採用している。
【００２５】
本発明のリチウム一次電池１Ａの厚さは、特に限定されるものではないが、たとえば１．０ｍｍ以下の厚さである場合に、電池自体の耐圧性向上効果を顕著に得ることができる。また、ＩＳＯ規格のＩＣカード用の薄型電池としてリチウム一次電池１Ａを設計する場合、各部品の厚さは、下記の範囲内で調整することができる。
・正極活物質層４…１００μｍ以上３００μｍ以下
・負極活物質層５…３０μｍ以上１５０μｍ以下
・正極側枠部材２…３０μｍ以上２００μｍ以下（負極側枠部材３も同様）
・正極集電体６…１０μｍ以上１００μｍ以下（負極集電体７も同様）
・セパレータ９…１０μｍ以上６０μｍ以下
・金属箔Ｍ…５μｍ以上３０μｍ以下（望ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下）
・リチウム一次電池１Ａの最大厚さ…０．４０ｍｍ以下（望ましくは０．３５ｍｍ以下）
【００２６】
次に、リチウム一次電池１Ａの製造方法について説明する。なお、電解液を含まない正極合材４に対して、完成品の正極活物質層４と同一符号を用いることを予め断っておく。リチウム一次電池１Ａの製造は、まず図４に示すように、正極合材ペースト４Ｓを金属箔Ｍの上に塗布し（塗布工程）、塗布した正極合材ペースト４Ｓを金属箔Ｍに載せたまま乾燥させ（乾燥工程）、乾燥させた正極合材４を金属箔Ｍとともに所定形状に切断することにより、金属箔付き正極合材フィルム４Ｍ（すなわち、上記の金属箔付き正極活物質層４Ｍ）を作製する（切断工程）。その後、図５及び図６に示すように、得られた金属箔付き正極合材フィルム４Ｍを用いてリチウム一次電池１Ａを組立てる（電池組立工程）。以下、工程別に詳細に説明する。
【００２７】
（塗布工程）
図４に示すごとく、正極合材ペースト４Ｓは、ペースト塗工装置１０１によってキャリアフィルムとしての金属箔Ｍ上に直接に塗布される。ペースト塗工装置１０１は、ブレード１０２と一定の間隙を保ちつつ一方向に移動する帯状の金属箔Ｍ上に正極合材ペースト４Ｓを塗工する公知のドクターブレード方式が採用された装置である。ここで、ペースト塗工装置１０１に準備された正極合材ペースト４Ｓは、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）などの溶媒，活物質，導電助剤，及びバインダを混錬することによって調製されたものである。なお、金属箔Ｍの厚さが不足すると思われる場合には、ＰＥＴ等の樹脂からなるバックシートを金属箔Ｍの裏面側に配置して、正極合材ペースト４Ｓの塗布を実施するようにしてもよい。
【００２８】
（乾燥工程）
乾燥工程では、一対の赤外線ヒータ１０３の間を、金属箔Ｍに支持された未乾燥の正極合材ペースト４Ｓが搬送されていくように構成されている。正極合材ペースト４Ｓは、９０℃以上１４０℃以下の温度範囲で乾燥される。このようにして、正極合材４が金属箔Ｍ上に帯状に成形される。正極合材４は、単独では自立性が乏しいので、後述するように金属箔Ｍに支持されたままの状態で正極の作製に供される。乾燥させた正極合材４は、支持箔とともにロールラミネータで圧縮成形することが望ましい。
【００２９】
（切断工程）
切断工程では、帯状に成形された正極合材４を金属箔Ｍとともに切断装置１０４にて切断し、金属箔付き正極合材フィルム４Ｍに個片化する。切断装置１０４は、乾燥した正極合材４を金属箔Ｍとともにカッター（たとえばトムソン刃）１０５が装置された切断区画ＣＡに繰り出す操作と、その繰り出す操作を停止して正極合材４を金属箔Ｍとともに所定形状に切断する操作とを交互に行う。
【００３０】
（電池組立工程）
図５及び図６に電池組立工程の工程説明図を示す。図５及び図６の工程説明図においては、便宜上、リチウム一次電池１Ａを単体で組立てている様子を示している。しかし実際には、図７に示すように、帯状かつ樹脂製のシート部材２，３をローラから繰り出してリチウム一次電池１Ａを製造ラインに沿って連続して作製し、最終段階でシート部材２，３を切断することにより個々のリチウム一次電池１Ａに分離するという製造方法を採用する。シート部材２，３は完成品になったときに枠部材２，３となる部品であるから、本明細書においてはシート部材２，３と枠部材２，３とに同一符号を用いる。
【００３１】
図５に示すように、まず、打ち抜き等の方法で厚さ方向に貫通する開口を形成した正極シート部材２に対し、一方の面側から開口を塞ぐように、正極集電体６を超音波溶着法または熱溶着法等の溶着方法により取り付けて、正極合材４を有した金属箔付き正極合材フィルム４Ｍを収容するための正極ケース１２を作製し（５−１）、切断工程により得られた金属箔付き正極合材フィルム４Ｍを収容する（５−２）。金属箔付き正極合材フィルム４Ｍは、高い自立性を有する。そのため、真空チャック等の部品搬送器具を用いることにより、切断装置１０４の切断区画ＣＡから正極ケース１２に直接移載する操作を難なく実施できる。つまり、個片の金属箔付き正極合材フィルム４Ｍをいちいち回収することを要しないので、極めて高い生産性を達成することができる。次に、同様の方法で、負極活物質であるリチウム箔５を収容するための負極ケース１３を作製し（５−３）、所定の大きさに成形したリチウム箔５を収容する（５−４）。
【００３２】
次に、負極ケース１３において、負極集電体７とは反対側から開口を塞ぐように負極ケース１３を構成するシート部材３の開口周縁部３ａにセパレータ９の外周部９ｋを固定する（５−５）。セパレータ９は、周縁部９ｋがシート部材３の開口の内周縁３ｈに掛かるように、シート部材３に相対位置合わせして接着するので、リチウム箔５はセパレータ９に覆われる。
【００３３】
次に、正極集電体６と負極集電体７との間に正極シート部材２と負極シート部材３とが位置する向きで正極ケース１２と負極ケース１３とを重ね合わせることにより、正極集電体６，金属箔Ｍ，正極合材４（正極活物質４），セパレータ９，リチウム箔５（負極活物質５），負極集電体７がこの順序で積層された電池本体部１４を形成する（５−６）。
【００３４】
そして、シール部１１を形成するシール工程を行う前に、正極合材４に適量の電解液を含浸させる注液工程を行うことができる。この注液工程は、正極合材４に水分が含まれることを回避するために、ドライルームで行うことが望ましい。
【００３５】
（シール工程）
その後、重ね合わせた正極ケース１２と負極ケース１３とに対し、正極ケース１２側から正極集電体６越しに超音波溶着治具２９（熱溶着治具でもよい）を接触させ、正極シート部材２と負極シート部材３を溶融および固化させて両者を溶着により直接結合する。これにより、電池本体部１４の周囲に沿って該電池本体部１４の気密を保持するシール部１１を形成したリチウム一次電池１Ａが得られる（５−７）。シール工程は、電池本体部１４内の活物質充填室１０が大気圧よりも減圧された状態となるように、真空雰囲気（大気圧よりも減圧された雰囲気）にて行う。活物質充填室１０を減圧雰囲気とすることにより、電池本体部１４の厚さ方向に常時付勢力が作用し、金属箔Ｍと集電体の密着性を良好なものとすることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の薄型電池であるリチウム一次電池１Ｂの断面模式図である。リチウム一次電池１Ｂは、金属箔付き正極活物質層４Ｍの金属箔Ｍと、正極集電体６との間に斑点状に形成された導電性接着材８を有している。導電性接着材８は、シリコン，エポキシ，ウレタン，アクリルなどのベース樹脂に金，銀，ニッケル，カーボン等の金属の導電微粒子を配合したものであり、金属箔Ｍと正極集電体６の間の導電性を良好に保つ役割を担う。また、導電性接着材８として、金属箔Ｍと同一形状に成形された導電シートを利用してもよい。
【００３７】
かかるリチウム一次電池１Ｂは、上記した電池組立工程（図５）において、正極ケース１２を作製した後（５−１）、金属箔付き正極合材フィルム４Ｍを収容する前に（５−２）、正極シート部材２の開口内に表れている正極集電体６、詳しくは正極集電体６の正極シート部材２が溶着した側の面（金属箔Ｍの密着予定面）に導電性接着材８を配すことで得ることができる（接着材配置工程：図示せず）。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、これらに具現された発明と同一性を失わない範囲内において適宜変更し得る。
【実施例】
【００３９】
以下の手順で図２の構造を有する本発明のリチウム一次電池を作製した。
（正極部品の作製）
（ａ１）ＳＵＳ３１６製の金属箔（厚さ２０μｍ）を正極集電体の大きさ（２９ｍｍ×２２ｍｍ）に切断し、脱脂洗浄した。
（ｂ１）開口を有するシート部材（酸変性ポリプロピレン製；厚さ１２０μｍ）に正極集電体を加熱により接着し、図５（５−１）に示す正極側のケースに相当する部品を作製した。
（ｃ１）正極活物質としてのＭｎＯ２粉末４８ｗｔ％、導電助剤としてのカーボン粉末３ｗｔ％、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン粉末３ｗｔ％、溶剤としてのＮＭＰ４６ｗｔ％をミキサーで混錬して泥状の正極合材を作製した。次に、２０μｍの厚さを持つＳＵＳ３１６からなる金属箔（正極集電体とは別部材）に正極合材をテーブルコータにて塗布し、乾燥させた。その後、正極合材を金属箔とともにロールラミネータで圧縮成形し、２０ｍｍ×１３ｍｍのサイズに打ち抜いて金属箔付きの正極フィルムを作製した。
（ｄ１）正極フィルムを（ｂ１）で作製した正極側のケース１２に金属箔ごと収容させた。
【００４０】
（負極部品の作製）
（ａ２）正極と同一手順、同一材料にて負極集電体を作製した。
（ｂ２）正極と同一手順、同一材料にて図５（５−３）に示す負極側のケースに相当する部品を作製した。
（ｃ２）上記（ｂ２）で作製したケースの底面をなす負極集電体にレーザを照射し、面粗し処理を行った。面粗し処理の実施後、厚さ４５μｍのリチウム箔をケース内に配置した。さらに、セパレータ（ポリエチレン製）をリチウム箔の上に載置し、そのセパレータの周縁部をケースに接着した。
【００４１】
（電池組立）
エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの混合溶媒（体積比１：４）に１ｍｏｌ／ｌｉｔｅｒのＬｉＣＦ３ＳＯ３を溶解させた電解液を、正極合材フィルムに所定量滴下した。その後、正極フィルムがセパレータに接触するように、上記（ｄ１）で作製した正極部品と、上記（ｃ２）で作製した負極部品とを重ね合わせ、図６（５−７）で説明した手順で減圧雰囲気中にて熱溶着工程を実施し、図２の構造を持つリチウム一次電池を作製し、安定化放電処理を施した。
【００４２】
（曲げサイクル試験）
上記のようにして作製したリチウム一次電池を、図８（ａ）に示すごとくカードに収容し、曲げサイクル試験用のサンプルを得た。カードは、図８（ａ）中に記載の厚さを持つ四層のＰＥＴフィルム（ＥＶＡ接着層付き）からなる。次に、各サンプルについて、電池を収容している部分の初期厚さを計測した。次に、図８（ｂ）に示すごとく、各サンプルについて長辺方向に表裏各２５０回、短辺方向に表裏各２５０回、合計１０００回繰り返し曲げる曲げサイクル試験を行った。その後、各サンプルについて、初期厚さを計測した位置の曲げサイクル試験後の厚さを再計測した。そして、サンプルの初期厚さより、曲げサイクル試験後の厚さを減じた値を電池のシワ高さとして算出した。
【００４３】
図９は、縦軸にシワ高さをとって、上記計測結果を表わしたグラフである。比較例として、電解液とともに混練したバインダを含まない泥状の正極合材をセパレータ上に直接印刷した従来のリチウム一次電池（他の構成は実施例と同様）についての計測結果を示す。図９から明らかなように、実施例のリチウム一次電池に生じたシワ高さは、比較例と比べて半分程度に減少していることがわかる。これは、実施例のリチウム一次電池の正極合材がバインダを含み、且つ、金属箔に支持されていることから、電池に曲げが加わった場合においても流動して電池内部で偏ることがないため、シワ高さが低減したものと考えられる。
【００４４】
（放電特性試験）
上記のようにして作製したリチウム一次電池に対し、１５ｋΩの抵抗を接続して放電特性を調べた。図１０に放電カーブを示す。これによると、実施例のリチウム一次電池の持続時間が、比較例と比べて長いことがわかる。これは、金属箔付きの正極フィルムを電池内に組込むことによって、正極合材と集電体とが直接接触する比較例よりも接触抵抗が低減したためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る薄型電池の斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る薄型電池のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る薄型電池のＡ−Ａ断面図。
【図４】塗布工程から切断工程までの工程説明図。
【図５】電池組立工程の工程説明図。
【図６】図５に続く工程説明図。
【図７】大判のシート部材を使用した電池組立工程を説明する図。
【図８】曲げサイクル試験の手順を説明する図。
【図９】曲げサイクル試験の測定結果を表す図。
【図１０】放電特性試験の測定結果を表す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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